3.1. Pendahuluan
Metodologi penelitian adalah proses atau cara ilmiah untuk mendapatkan data yang akan digunakan untuk keperluan penelitian. Dalam metodologi penelitian terdiri dari suatu tahapan-tahapan yang akan digunakan untuk menentukan langkah-langkah didalam suatu penelitian. Adapun objek masalah dalam penelitian ini adalah Pervious Concrete dengan berfokus pada masalah pengaruh pada karakteristik campuran pervious concrete yang dilakukan perawatan (curing) dengan menggunakan bahan tambahan mineral berupa silica
fume sebagai substitusi semen dan penggunaan agregat limbah botol kaca atau waste glass aggregate (WGA) sebagai substitusi sebagian agregat kasar.
Penelitian ini dilakukan dengan membuat 10 variasi penambahan silica fume dan waste glass aggregate yaitu sebesar :
1) 0% silica fume dan 0% waste glass aggregate 2) 10% silica fume dan 2,5% waste glass aggregate 3) 10% silica fume dan 7,5% waste glass aggregate 4) 10% silica fume dan 12,5% waste glass aggregate 5) 15% silica fume dan 2,5% waste glass aggregate 6) 15% silica fume dan 7,5% waste glass aggregate 7) 15% silica fume dan 12,5% waste glass aggregate 8) 20% silica fume dan 2,5% waste glass aggregate 9) 20% silica fume dan 7,5% waste glass aggregate 10) 20% silica fume dan 12,5% waste glass aggregate
Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah slump test pada beton segar, pengujian permeabilitas dan pengujian kuat tekan beton pada umur beton 7, 14 dan 28 hari.
3.2. Studi Literatur
Studi literatur merupakan suatu tahapan pengumpulan data dan bahan acuan yang berkaitan dengan masalah dalam fokus penelitian. Dari data-data hasil penelitian tersebut kemudian dibahas, dianalisa, dan diolah sesuai dengan acuan yang ada dan pernah dilakukan oleh penelitian sebelumnya yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas.
Pada tahapan ini, peneliti menghimpun dan menginventarisasi bahan acuan tersebut dari karya ilmiah, jurnal, paper, standar dan peraturan, buku, project
report, naskah publikasi, tesis penelitian, diktat, internet standar-standar acuan
dan referensi-referensi terpercaya lainnya. Untuk data yang didapat berupa literatur mengenai hal yang berhubungan dengan pengaruh penggunaan silica
fume sebagai substitusi sebagian semen dan waste glass aggregate sebagai
substitusi sebagian agregat kasar pada campuran pervious concrete dengan curing.
3.3. Alur Penelitian
Alur penelitian merupakan tahapan-tahapan metodologi yang disajikan dalam bentuk diagram alir (flow chart) yang digunakan sebagai panduan dalam melakukan penelitian.. Flow chart atau diagram alir adalah bagan-bagan berbentuk grafis yang terdiri dari simbol kotak yang beragam yang menyatakan proses atau langkah-langkah dari suatu pekerjaan dan disambungkan oleh garis alir yang menandakan bahwa antara satu pekerjaan dan pekerjaan yang lain saling berhubungan.
Pada penelitian ini terdapat lima tahap yaitu tahap pertama terdiri dari studi literatur dan persiapan penelitian. Tahap kedua terdiri dari persiapan alat dan bahan serta pengujian material terlebih dahulu (uji properties bahan-bahan yang akan digunakan dalam campuran pervious concrete). Tahap ketiga terdiri dari pembuatan mix design pervious concrete. Tahap keempat terdiri dari proses pencampuran lalu melakukan pengujian beton segar (slump test) kemudian melakukan perawatan (curing) benda uji hingga capping benda uji. Tahap kelima terdiri dari pengujian tekan beton dan pengujian permeabilitas pada benda uji selanjutnya menganalisa data dan menarik kesimpulan. Diagram alir pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Mulai
Studi literatur
Pengujian beton segar (slump test)
• Alat uji properties material • Alat Slump test
• Alat Permeabilitas test (Falling Head) Persiapan Material dan Tahap I Tahap II Pengujian Material dan Persiapan alat
Pembuatan mix design • ACI 522R-10 • Jurnal terdahulu • SF 10% +WGA 2,5% • SF 10% +WGA 7,5% • SF 10% +WGA 12,5% • SF 15% + WGA 2,5% • SF 15% +WGA 7,5% • SF 15% +WGA 12,5% • SF 20% +WGA 2,5% • SF 20% +WGA 7,5% • SF 20% +WGA 12,5% Pencampuran material Tahap III A Memenuhi Memenuhi SF 0% + WGA 0%
Gambar 3.1. Diagram tahap metodelogi penelitian
3.4. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian ini bertempat di PT. Waskita Beton Precast Tbk Batching
Plant Jakabaring III yang terlihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Laboratorium PT. Waskita Beton Precast Tbk BP. Jakabaring III Pencetakan benda uji silinder
Tahap IV
Tahap V Pengujian kuat tekan beton pada umur 7, 14 dan 28 hari
dan permeabilitas pada umur 28 hari
Analisa data dan Pembahasan
Kesimpulan dan saran
Selesai A
Perawatan (curing)
Capping Benda Uji
3.5. Material Penyusun Pervious Concrete
Berikut ini merupakan material penyusun pervious concrete yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut :
3.5.1. Semen
Semen yang digunakan pada penelitian ini adalah semen padang dengan jenis OPC (Ordinary Portland Cement) Tipe 1 yang ditunjukkan pada gambar 3.3
Gambar 3.3. Ordinary Portland Cement
3.5.2. Air
Air yang digunakan pada penelitian ini adalah air PAM bersih yang telah memenuhi syarat ASTM C1602 berasal dari Laboratorium PT. Waskita Beton Precast Plant Jakabaring 3 yang ditunjukkan pada gambar 3.4.
3.5.3. Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan pada penelitian ini adalah split Bojonegoro. Ukuran batu pecah yang digunakan pada penelitian ini adalah 1-2 cm yang ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5. Agregat Kasar
3.5.4. Waste Glass Aggregate
Waste Glass Aggregate merupakan Limbah Botol kaca yang berasal dari
botol minuman bekas hasil limbah rumah tangga. Kemudian dipecahkan menggunakan mesin Los Angeles Abration sehingga ukurannya menjadi 1-2 cm sebagai substitusi sebagian agregat kasar yang ditunjukkan pada gambar 3.6.
3.5.5. Silica Fume
Bahan tambah Silica Fume adalah sisa produk industri silikon yang mengandung logam yang diproduksi oleh PT. SIKA yang ditunjukkan pada gambar 3.7.
Gambar 3.7. Silica Fume
3.5.6. Superplasticizer
Penggunaan superpalsticizer berfungsi untuk mengurangi faktor air semen (w/c) tanpa mengurangi workability beton segar. Bahan tambah superplasticizer yang digunakan berbahan dasar Sikament ln yaitu superplasticizer tipe F yang ditunjukkan pada gambar 3.8.
3.5.7. Belerang
Belerang merupakan bahan yang digunakan untuk capping pada beton. Belerang ditunjukkan pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9. Belerang
3.6. Persiapan Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini yaitu alat untuk pengambilan material, saringan agregat, los angeles abration machine, mixer, gelas ukur, timbangan dengan kapasitas 5 kg dan 50 kg, alat uji slump, bekisting silinder, alat
capping beton, alat pengujian kuat tekan beton, dan alat pengujian permeabilitas
seperti berikut :
3.6.1. Saringan Agregat
Saringan agregat kasar berdiameter 3/4“ sampai 3/8” diperlukan untuk mendapatkan ukuran butiran agregat kasar dan ukuran butiran limbah botol kaca yang sesuai dengan desain rencana campuran beton segar. Saringan agregat dapat dilihat pada gambar 3.10.
3.6.2. Los Angeles Abration machine
Los angeles abration machine adalah mesin yang diperlukan untuk
menghancurkan limbah botol kaca. Los Angeles Abration machine ditunjukkan pada gambar 3.11.
Gambar 3.11. Los Angeles Abration Machine
3.6.3. Mixer
Mixer pada penelitian ini memiliki 2 blade yang berfungsi untuk
mengaduk material agar material yang masuk kedalam mixer dapat tercampur dengan merata. Mixer ini berkapasitas 30 liter yang dapat dilihat pada gambar 3.12.
3.6.4. Gelas Ukur
Gelas ukur pada penelitian ini digunakan untuk menimbang material berupa bahan tambahan superplasticizer yang ditunjukkan pada gambar 3.13.
Gambar 3.13. Gelas Ukur
3.6.5. Timbangan
Timbangan yang digunakan pada penelitian ini diperlukan untuk menimbang berat material sesuai dengan mix design. Timbangan yang ditunjukkan pada gambar 3.14 (a). memiliki ketelitian 0,5 berkapasitas 50 kg. Timbangan yang ditunjukkan pada gambar 3.14 (b). memiliki ketelitian 0,1 berkapasitas 5 kg
(a) (b)
3.6.6. Slump Cone
Slump cone adalah alat yang digunakan untuk uji slump yang bertujuan
untuk menguji workability pada pervious concrete. Slump cone terdiri dari corong
slump, base plate, tongkat pemadat, dan meteran. Berikut ini satu set slump cone
dapat dilihat pada gambar 3.15.
Gambar 3.15. Slump Cone
3.6.7. Bekisting Silinder
Bekisting silinder pada penelitian ini digunakan untuk mencetak beton
segar. Bekisting silinder yang digunakan pada penelitian ini berukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm yang ditunjukkan pada gambar 3.16.
3.6.8. Vertical Cylinder Capping Set
Vertical cylinder capping set digunakan untuk meratakan bagian ujung
beton yang berbentuk silinder berdiameter 15 cm. Berdasarkan standar proses
capping pada sampel beton bertujuan untuk menyeragamkan permukaan
pembebanan pada saat dilakukan pengujian kuat tekan berdasarkan ASTM C-617.
Vertical cylinder capping set dapat dilihat pada gambar 3.17.
Gambar 3.17. Vertical cylinder capping set
3.7. Tahapan Pengujian di Laboratorium
Berikut ini tahapan yang harus dilakukan pada penelitian ini agar mendapatkan hasil penelitian yang diharapkan antara lain:
3.7.1. Tahapan Persiapan Peralatan dan Material
Pada tahap I hal yang harus dilakukan yaitu menyiapkan material dan peralatan yang akan digunakan pada penelitian ini. Material yang harus disiapkan antara lain agregat kasar, air, semen padang OPC tipe 1, waste glass aggregate,
silica fume, dan superplasticizer. Peralatan yang harus disiapkan adalah alat
pengujian material, saringan agregat, concrete mixer, timbangan, alat penguji
slump, bekisting silinder, alat pengujian kuat tekan beton dan alat pengujian
permeabilitas.
Pada tahapan persiapan ini, waste glass aggregate atau limbah botol kaca bening ini terlebih dahulu di bersihkan dan dicuci agar bau dan kotoran yang menempel di bagian luar dan dalam botol tersebut hilang. Pada gambar 3.20.
Limbah botol kaca yang telah di cuci dan dibersihkan kemudian dijemur terlebih dahulu agar limbah botol kaca dalam keadaan kering. Setelah proses penjemuran, kemudian limbah botol kaca dilakukan proses penggilingan dengan menggunakan mesin los angeles abration guna mendapatkan pecahan ukuran butiran kaca sehingga mempermudah pada saat proses penyaringan. Proses selanjutnya yaitu proses penyaringan pada limbah botol kaca yang telah dihancurkan sebelumnya agar mendapatkan butiran kaca yang lolos saringan agregat berukuran 3/4” dan tertahan 3/8” atau ukuran butiran kaca sebesar 1-2 cm.
Gambar 3.18. Limbah botol kaca yang dijemur yang kemudian dihancurkan
Tahap selanjutnya dalam penggunaan agregat kasar pada penelitian ini menggunakan split bojonegoro dengan ukuran butiran 1-2 cm yang diperolah dari laboratorium PT. Waskita Beton Precast Batching Plant Jakabaring III. Penggunaan agregat kasar berpengaruh pada kualitas dan mutu beton, maka dari itu untuk mendapatkan hasil yang optimal, agregat kasar terlebih dahulu harus dibersihkan dari kadar lumpur, senyawa kimia, dan unsur-unsur lain. Setelah agregat kasar dibersihkan dan dikeringkan, kemudian dilakukan penggetaran dan penyaringan menggunakan sieve shaker dan saringan agregat kasar guna mendapatkan ukuran butiran sebesar 1-2 cm.
Berikut ini pada gambar 3.19. terlihat proses pembersihan agregat kasar.
Gambar 3.19. proses pembersihan agregat kasar
3.7.2. Tahap Pemeriksaan Karakteristik Material
Pada Tahap II merupakan tahap pemeriksaan karakteristik dari setiap material. Pemeriksaan karakteristik material penyusun beton (uji properties) dilakukan untuk mengetahui kandungan yang ada pada material. Pada penelitian ini dilakukan pengujian pada agregat kasar diantaranya pengujian kadar air berdasarkan referensi ASTM C 566, pengujian berat volume dalam kondisi padat dan gembur berdasarkan ASTM C 29/ C 29 M, pengujian SSD (Saturated Surface
Dry) berdasarkan ASTM C 128, penyerapan agregat berdasarkan ASTM C 127,
dan analisis saringan agregat kasar berdasarkan ASTM C 117. Hasil pengujian material terlampir.
3.7.3. Tahap Penentuan Komposisi Campuran Pervious Concrete
Pada Tahap III adalah tahap menentukan komposisi campuran pervious
concrete. Komposisi campuran pervious concrete dilakukan dengan pengumpulan
data dari jurnal dan mengacu pada standar ACI 522R-10 yang dapat dilihat pada tabel 2.6. Persentase variasi waste glass aggregate dan silica fume sebagai pada beton pervious concrete dapat dilihat pada Tabel 3.1. dan untuk komposisi campuran pervious concrete yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.1. Persentase Variasi Silica Fume dan Waste Glass Aggregate
Kode
Persentase Kadar (%)
Silica Fume Semen Waste Glass Aggregate Agregat
Kasar SF₀WG₀ 0 100 0 100 SF₁₀WG₂,₅ 10 90 2,5 97,5 SF₁₀WG₇,₅ 10 90 7,5 92,5 SF₁₀WG₁₂,₅ 10 90 12,5 87,5 SF₁₅WG₂,₅ 15 85 2,5 97,5 SF₁₅WG₇,₅ 15 85 7,5 92,5 SF₁₅WG₁₂,₅ 15 85 12,5 87,5 SF₂₀WG₂,₅ 20 80 2,5 97,5 SF₂₀WG₇,₅ 20 80 7,5 92,5 SF₂₀WG₁₂,₅ 20 80 12,5 87,5
Tabel 3.2. Komposisi Campuran Pervious Concrete
Kode % SF % WGA Semen (Kg/m3) SF (Kg/m3) Agregat Kasar (Kg/m3) Air (Kg/m3) WGA (Kg/m3) SP (Kg/m3) SF0WG0 0 0 373,6 0 1980,8 119,5 0 0 SF10WG2,5 10 2,5 336,2 37,4 1918,3 117,8 49,2 1,7 SF10WG7,5 10 7,5 336,2 37,4 1820,0 117,8 147,6 1,7 SF10WG12,5 10 12,5 336,2 37,4 1721,6 117,8 245,9 1,7 SF15WG2,5 15 2,5 317,5 56,0 1911,8 117,9 49,0 1,6 SF15WG7,5 15 7,5 317,5 56,0 1813,8 117,9 147,1 1,6 SF15WG12,5 15 12,5 317,5 56,0 1715,8 117,9 245,1 1,6 SF20WG2,5 20 2,5 298,9 74,7 1905,4 118,0 48,9 1,5 SF20WG7,5 20 7,5 298,9 74,7 1807,6 118,0 146,6 1,5 SF20WG12,5 20 12,5 298,9 74,7 1709,9 118,0 244,3 1,5
3.7.4. Tahap Pembuatan Pervious Concrete
Pada Tahap IV adalah tahap pengecoran benda uji pervious concrete di Laboratorium PT. Waskita Beton Precast Plant Jakabaring III. Proses pencampuran material dilakukan seperti pencampuran beton konvensional pada umumnya. Sebelum dilakukan pencampuran seluruh material, dipastikan agregat kasar harus dalam kondisi SSD. SSD atau Saturated Surface Dry adalah keadaan pada agregat dimana tidak terdapat air pada permukaannya tetapi pada rongganya
terisi oleh air sehingga tidak mengakibatkan penambahan maupun pengurangan kadar air dalam beton. Setelah agregat kasar sudah dalam kondisi SSD. Lalu dilakukan tahap proses pengecoran beton pervious concrete menggunakan mixer yang terlihat pada gambar 3.20.
Gambar 3.20. Proses Pengecoran Pervious Concrete
Setelah dilakukan pengecoran, maka sebagian campuran beton pervious tersebut dibentuk menjadi bola. Apabila pada sampel campuran tersebut saling mengikat antara pasta semen dan agregat maka tingkat rasio air semen dalam mix
design sudah optimal sehingga memudahkan dalam pengerjaan campuran seperti
yang terlihat pada gambar 3.21.
Proses selanjutnya dilakukan uji slump. Pengujian slump bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan silica fume terhadap semen dan pengaruh penambahan waste glass aggregate terhadap agregat kasar pada perilaku
workability pervious concrete. Syarat pengujian slump pervious concrete berbeda
dengan beton konvensional. Uji slump pada pervious concrete mengacu pada standar ACI 522R-10 yaitu dengan syarat 0 atau >20 mm. Uji slump terlihat pada gambar 3.22.
Gambar 3.22. Uji Slump Pervious Concrete
Setelah dilakukan uji slump, benda uji di cetak dalam bekisting silinder ukuran 10 cm x 20 cm. Kemudian setelah bekisting dibuka, selanjutnya dilakukan
curing jika beton sudah mencapai umur 7, 14 dan 28 hari. Curing dilakukan
dengan cara benda uji direndam didalam bak berisi air untuk dijaga suhu kelembapannya yang terlihat pada gambar 3.23.
3.7.5. Tahap Penimbangan Berat Benda Uji
Pada tahap V adalah tahap penimbangan berat benda uji menggunakan timbangan berkapasitas 5 kg. Hal ini bertujuan untuk mengetahui dan membandingkan data berat dari setiap variasi persentase benda uji. Penimbangan berat benda uji terlihat pada gambar 3.24.
Gambar 3.24. Penimbangan berat benda uji
3.7.6. Tahap Pengujian Pervious Concrete
Pada Tahap VI adalah tahap pengujian kuat tekan dan permeabilitas pada benda uji. Sebelum beton di uji kuat tekannya terlebih dahulu beton harus di dilakukan capping beton. Berikut ini capping beton pervious concrete yang terlihat pada gambar 3.25.
1. Pengujian Kuat Tekan Pervious Concrete
Setelah beton dilakukan capping kemudian beton diuji kuat tekannya pada umur 7,14, dan 28 hari dengan menggunakan alat Compression Testing Machine seperti terlihat pada gambar 3.26. Hasil pengujian 3 sampel pervious concrete dapat dilihat pada lampiran 1 ( kuat tekan umur 7 hari), lampiran 2 (kuat tekan umur 14 hari) dan lampiran 3 (kuat tekan umur 28 hari).
Gambar 3.26. Proses Pengujian Kuat Tekan Pervious Concrete
2. Pengujian Permeabilitas Pervious Concrete
Pengujian permeabilitas dilakukan pada umur 28 hari dengan menggunakan metode Falling Head.
Adapun tahapan-tahapan pengujian permeabilitas sebagai berikut :
a. Persiapkan peralatan pengujian permeabilitas (seperti yang terlihat pada gambar 3.28.), benda uji (sampel beton), dan stopwatch.
b. Sampel beton yang telah dipersiapkan kemudian dimasukkan ke pipa uji yang berukuran 10 cm x 20 cm
c. Kemudian sampel beton tersebut disambungkan ke tabung ukur pada alat uji permeabilitas
d. Di sekeliling sambungan antara tabung ukur dan pipa uji diberi lem silikon agar pada saat pengujian tidak keluar air diantara sela-sela sambungan
e. Pastikan posisi alat uji permeabilitas dalam keadaan datar dengan menggunakan waterpass sehingga data yang didapatkan lebih akurat. f. Pengisian air dilakukan pada tabung akrilik (1) sampai penuh hingga
air keluar pada sisi tersebut kemudian tutup katup air. Selanjutnya air diisi kembali pada tabung ukur (2) sampai ketinggian 29 cm.
g. Buka katup air secara bersamaan dengan menekan stopwatch kemudian hitung waktu pengaliran air hingga air yang ada didalam tabung akrilik (1) berhenti keluar atau sampai permukaan benda uji 0 cm dan catat waktu yang telah dilakukan pengujian.
Berikut ini proses pengujian permeabilitas beton pervious concrete seperti terlihat pada gambar 3.27.
Gambar 3.27. Proses Pengujian Permeabilitas Pervious Concrete 1
